(57)【要約】【課題】  吸気弁の開弁タイミングとパルス発生装置５０の開弁タイミングとが高い精度で同調させ、もって広範囲にわたるエンジンの回転領域において、適切な吸気圧を得て、体積効率を高めること。【解決手段】  エンジンに中間軸８６を設け、この中間軸８６の前端部に入力部材１２０Ｃを設け、この入力部材１２０Ｃに無端動力伝達部材を連結してクランクシャフトの駆動力を受けるようにする。ロータリバルブ５０に対しては、中間軸８６の後端側に配置されたギア機構１７１、１７２を介して回転駆動力が伝達される。ロータリバルブ５０は、無端動力伝達部材に作用するテンションの影響を直接受けることなく、回転駆動されることになる。さらに、ギア機構１７１、１７２がエンジンの前面に配置されている補機やエンジンマウントのレイアウトの妨げになることもない。【選択図】      図１１
2006283666.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒の各吸気ポートに空気を供給する吸気管および各吸気管の上流端が接続される集合部を有するインテークマニホールドと、
各気筒の吸気行程に対応して、吸気ポートの開弁期間内の吸気行程途中で開弁して、気筒内に圧力波を生成するパルス発生装置と
を備えた多気筒エンジンの吸気装置において、
前記パルス発生装置は、インテークマニホールドの集合部に収容されてクランクシャフトと平行な回転中心を有し、且つこの回転中心回りに回動することにより吸気管の上流端を開閉するロータリバルブと、このロータリバルブにエンジンのクランクシャフトの回転駆動力を伝達する動力伝達機構とを含み、
前記動力伝達機構は、クランクシャフトと平行に延びる中間軸と、中間軸の前端部に連結され、無端動力伝達部材を介してクランクシャフトの駆動力を受ける入力部材と、中間軸の後端側に設けられ、入力部材から中間軸に入力された回転駆動力をロータリバルブに伝達するギア機構とを有している
ことを特徴とする多気筒エンジンの吸気装置。
【請求項２】
請求項１記載の多気筒エンジンの吸気装置において、
前記ギア機構は、中間軸の後端側に固定された出力ギアと、ロータリバルブに固定され、出力ギアに噛合する入力ギアとを備えていることを特徴とする多気筒エンジンの吸気装置。
【請求項３】
請求項１記載の多気筒エンジンの吸気装置において、
前記ギア機構は、中間軸の後端側に固定された出力ギアと、ロータリバルブに固定された入力ギアと、出力ギアの動力を入力ギアに伝達する中間ギアとを有していることを特徴とする多気筒エンジンの吸気装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１項に記載の多気筒エンジンの吸気装置において、
前記ギア機構を構成するギアは、シザースギアで構成されていることを特徴とする多気筒エンジンの吸気装置。
【請求項５】
請求項１から４の何れか１項に記載の多気筒エンジンの吸気装置において、
前記インテークマニホールドは、エンジンの側部に集合部が配置されているとともに、この集合部の上方に吸気管が配置されており、前記集合部のクランクシャフトの軸方向長さは、当該集合部の前端側にスペースが形成されるように吸気管の気筒列方向の長さよりも短く設定されており、前記ギア機構は、前記スペース内に配置されていることを特徴とする多気筒エンジンの吸気装置。
【請求項６】
請求項５記載の多気筒エンジンの吸気装置において、
前記ロータリバルブの開弁タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構を設け、
前記スペースには、ロータリバルブの位相を検出する位相検出手段を設けていることを特徴とする多気筒エンジンの吸気装置。
【請求項７】
請求項１から６の何れか１項に記載の多気筒エンジンの吸気装置において、
エンジンの側部にギア機構を収容するケースユニットを設け、前記インテークマニホールドは、このケースユニットを介してエンジンに固定されているものであることを特徴とする多気筒エンジンの吸気装置。
【請求項８】
請求項７記載の多気筒エンジンの吸気装置において、
前記ケースユニットには、中間軸を軸支する軸受が形成されていることを特徴とする多気筒エンジンの吸気装置。
【請求項９】
請求項８記載の多気筒エンジンの吸気装置において、
前記入力部材は、油圧制御によりロータリバルブの開弁タイミングを調整可能な可変バルブタイミング機構であり、この可変バルブタイミング機構に作動油を供給するオイルコントロール機構を設け、オイルコントロール機構のドレン油を前記軸受に供給していることを特徴とする多気筒エンジンの吸気装置。
【請求項１０】
請求項９記載の多気筒エンジンの吸気装置において、
前記ケースユニットと前記集合部とを金属製の一体成型品で構成し、ケースユニットの前端部には、入力部材を取り付けるチェーンケースを一体に設けていることを特徴とする多気筒エンジンの吸気装置。
【請求項１１】
請求項１から１０の何れか１項に記載の多気筒エンジンの吸気装置において、
前記エンジンの無端動力伝達部材は、アイドルスプロケットによって張力が付与されていることを特徴とする多気筒エンジンの吸気装置。
【請求項１２】
請求項１から１１の何れか１項に記載の多気筒エンジンの吸気装置において、
各気筒の単一の行程容積に対する吸気ポートの下流端からロータリバルブの前記開口までの単一の独立吸気通路容積の割合が７０パーセントから１３０パーセントまでの範囲に設定されていることを特徴とする多気筒エンジンの吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は多気筒エンジンの吸気装置に関し、特に、インパルス（気筒内に導入される高圧の圧力波）を生成するパルス発生装置を備えた多気筒エンジンの吸気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、インテークマニホールドのサージタンクと、サージタンクから分岐して各気筒の吸気ポートに接続された分岐管が設けられた多気筒エンジンの吸気装置において、体積効率を高める技術が種々開発されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、低負荷運転領域で連通される吸気通路の経路中にロータリバルブを設け、このロータリバルブを吸気行程の途中で開弁するように構成したものが開示されている。ロータリバルブには、プーリが設けられ、このプーリとカム軸とが無端ベルトによって連結されていた。
【特許文献１】特開昭６２−６３１２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
広範囲にわたる運転領域において、適切な吸気圧を得るためには、吸気弁の開弁タイミングとパルス発生装置の開弁タイミングとが高い精度で同調していることが必要である。しかし、上述した特許文献１の構成では、カム軸から無端ベルトで直接ロータリバルブの軸を連結していたので、無端ベルトのテンションが作用し、ロータリバルブの回動特性に悪影響を及ぼす恐れがあった。
【０００５】
そこで、カム軸の駆動力をギアで伝達することも考えられるが、エンジンのフロント面には、多数の補機やエンジンマウントがレイアウトされているため、そのようなギアをレイアウトすることは極めて困難であった。
【０００６】
本発明は前記不具合に鑑みてなされたものであり、吸気弁の開弁タイミングとパルス発生装置の開弁タイミングとが高い精度で同調させ、もって広範囲にわたるエンジンの回転領域において、適切な吸気圧を得て、体積効率を高めることのできる多気筒エンジンの吸気装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明は、複数の気筒の各吸気ポートに空気を供給する吸気管および各吸気管の上流端が接続される集合部を有するインテークマニホールドと、
各気筒の吸気行程に対応して、吸気ポートの開弁期間内の吸気行程途中で開弁して、気筒内に圧力波を生成するパルス発生装置とを備えた多気筒エンジンの吸気装置において、前記パルス発生装置は、インテークマニホールドの集合部に収容されてクランクシャフトと平行な回転中心を有し、且つこの回転中心回りに回動することにより吸気管の上流端を開閉するロータリバルブと、このロータリバルブにエンジンのクランクシャフトの回転駆動力を伝達する動力伝達機構を含み、前記動力伝達機構は、クランクシャフトと平行に延びる中間軸と、中間軸の前端部に連結され、無端動力伝達部材を介してクランクシャフトの駆動力を受ける入力部材と、中間軸の後端側に設けられ、入力部材から中間軸に入力された回転駆動力をロータリバルブに伝達するギア機構とを備えていることを特徴とする多気筒エンジンの吸気装置である。この態様では、エンジンに中間軸を設け、この中間軸の前端部に入力部材を設け、この入力部材に無端動力伝達部材を連結してクランクシャフトの駆動力を受けるようにしているので、レイアウトの困難なエンジンの前面側でクランクシャフトから動力を得ることが可能になる。さらに、ロータリバルブに対しては、中間軸の後端側に配置されたギア機構を介して中間軸に伝達された回転駆動力が伝達されるので、ロータリバルブは、無端動力伝達部材に作用するテンションの影響を直接受けることなく、回転駆動されることになる。さらに、このギア機構をクランクシャフトと平行に延びる中間軸の後端側にレイアウトしているので、ギア機構がエンジンの前面に配置されている補機やエンジンマウントのレイアウトの妨げになることもない。
【０００８】
好ましい態様において、前記ギア機構は、中間軸の後端側に固定された出力ギアと、ロータリバルブに固定され、出力ギアに噛合する入力ギアとを備えている。この態様では、クランクシャフトと逆向きにロータリバルブを回動させることが可能になる。
【０００９】
好ましい態様において、前記ギア機構は、中間軸の後端側に固定された出力ギアと、ロータリバルブに固定された入力ギアと、出力ギアの動力を入力ギアに伝達する中間ギアとを有している。この態様では、クランクシャフトと同方向にロータリバルブを回動させることが可能になる。
【００１０】
好ましい態様において、前記ギア機構を構成するギアは、シザースギアで構成されている。この態様では、ギア同士のクリアランスが狭くなり、クランクシャフトからの駆動力が精緻にロータリバルブに伝達されて、精度の高い同期駆動を行うことが可能になる。
【００１１】
好ましい態様において、前記インテークマニホールドは、エンジンの側部に集合部が配置されているとともに、この集合部の上方に吸気管が配置されており、前記集合部のクランクシャフトの軸方向長さは、当該集合部の前端側にスペースが形成されるように吸気管の気筒列方向の長さよりも短く設定されており、前記ギア機構は、前記スペース内に配置されている。この態様では、クランクシャフトの軸方向において、寸法を短く設定可能な集合部を入力部材の背後にレイアウトし、ギア機構をインテークマニホールドに形成されるデッドスペースに収容してエンジン全体のレイアウトをコンパクトにまとめることができるとともに、各吸気管の通路長を等長化しやすいレイアウトにすることができるという利点がある。
【００１２】
好ましい態様において、前記ロータリバルブの開弁タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構を設け、前記スペースには、ロータリバルブの位相を検出する位相検出手段を設けている。この態様では、ロータリバルブに可変バルブタイミング機構を設けた際、当該ロータリバルブの位相を検出するための位相検出手段を設けるに当たり、インテークマニホールドに形成されるデッドスペースを有効利用してコンパクトなレイアウトを採用することが可能になる。
【００１３】
好ましい態様において、エンジンの側部にギア機構を収容するケースユニットを設け、前記インテークマニホールドは、このケースユニットを介してエンジンに固定されているものである。この態様では、ケースユニットがインテークマニホールドとエンジンの補強部材として機能し、インテークマニホールドの取付構造が堅固になる。そのため、インテークマニホールドの集合部に収容されているロータリバルブの組付精度も高くなり、ロータリバルブの開弁特性が向上する。
【００１４】
好ましい態様において、前記ケースユニットには、中間軸を軸支する軸受が形成されている。この態様では、インテークマニホールドをエンジンに固定するケースユニットによって中間軸が軸支されているので、中間軸や中間軸に連結されるギア機構の組付強度が高まり、ロータリバルブの開弁特性がさらに高精度になるという利点がある。
【００１５】
好ましい態様において、前記入力部材は、油圧制御によりロータリバルブの開弁タイミングを調整可能な可変バルブタイミング機構であり、この可変バルブタイミング機構に作動油を供給するオイルコントロール機構を設け、オイルコントロール機構のドレン油を前記軸受に供給している。この態様では、中間軸をケースユニットの軸受で支持するに当たり、ロータリバルブの可変バルブタイミング機構を制御するオイルコントロール機構のドレン油で中間軸の軸受を潤滑することができるので、作動油の経路をコンパクトにまとめて中間軸の駆動を滑らかに維持することが可能になる。
【００１６】
好ましい態様において、前記ケースユニットと前記集合部とを金属製の一体成型品で構成し、ケースユニットの前端部には、入力部材を取り付けるチェーンケースを一体に設けている。この態様では、ケースユニットと集合部の機械的強度をさらに高めることができるとともに、オイルコントロール機構のドレン油を軸受に供給するに当たり、入力部材を取り付けるチェーンケースとケースユニットとによって、エンジンに対するオイルシール性を確保することが可能になる。
【００１７】
好ましい態様において、前記エンジンの無端動力伝達部材は、アイドルスプロケットによって張力が付与されている。この態様では、補機やエンジンマウントが密集しているエンジンの前面部分から動力を受けるに当たり、僅かなスペースで無端動力伝達部材に適切な張力を付与することが可能になるとともに、無端動力伝達部材が補機等に干渉するのを防止することができる。
【００１８】
好ましい態様において、各気筒の単一の行程容積に対する吸気ポートの下流端からロータリバルブの前記開口までの単一の独立吸気通路容積の割合が７０パーセントから１３０パーセントまでの範囲に設定されている。この態様では、ロータリバルブは、各気筒の単一の行程容積に対する吸気ポートの下流端からロータリバルブの前記開口までの単一の独立吸気通路容積の割合を７０パーセントから１３０パーセントまでの範囲となる位置に設定されている。この設定範囲は、本件発明者が鋭意研究の結果、シミュレーションによって見出した範囲であり、詳しくは後述するように、中速運転領域での体積効率を約９０％以上に向上することができる範囲である。なお、各気筒の単一の行程容積に対する吸気ポートの下流端からロータリバルブの前記開口までの単一の吸気通路容積の割合をこの明細書では「吸気通路／行程容積率」と呼称する。この吸気通路／行程容積率が１３０パーセントを超えたとしても、体積効率は、必ずしも低下しない。しかし、その場合には、吸気通路が長くなるため、トルク向上に対するレスポンスが低下する傾向を持つ。そのため、定常的な走行時のトルクを高くすることができたとしても、加速時の過渡的な状態では、必ずしもトルクを向上させることができなくなる恐れがある。他方、吸気通路／行程容積率が７０パーセントを下回った場合、今度は、気筒に必要な空気量を確保することができなくなるため、レスポンスは高くなるものの、体積効率は低下する。そこで、本態様では、吸気通路／行程容積率を７０パーセントから１３０パーセントに設定している。この結果、定常時のトルクはもちろん、加速時の過渡的な状態でのトルクも効率よく高めることが可能になる。なお「７０パーセントから１３０パーセント」という限定は、発明を実施するに当たって不可避的な測定誤差や個体差によるばらつきをも排除する趣旨ではない。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように本発明では、エンジンに中間軸を設け、この中間軸の前端部に入力部材からクランクシャフトの駆動力を受けるとともに、中間軸の後端側に配置されたギア機構を介して中間軸に伝達された回転駆動力が伝達されるので、レイアウトの困難なエンジンの前面側でクランクシャフトから動力を得ることが可能になり、ロータリバルブは、無端動力伝達部材に作用するテンションの影響を直接受けることなく、回転駆動されることになるので、吸気弁の開弁タイミングとパルス発生装置の開弁タイミングとが高い精度で同調させ、もって広範囲にわたるエンジンの回転領域において、適切な吸気圧を得て、体積効率を高めることができるという顕著な効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の形態について説明する。
【００２１】
図１は本発明の実施の一形態に係る４サイクル火花点火式多気筒エンジン１０の正面図であり、図２は同エンジン１０の左側面図、図３は同エンジン１０の断面図である。
【００２２】
各図を参照して、このエンジン１０は、シリンダブロック１１およびこのシリンダブロック１１の上部に一体化されたシリンダヘッド１２とを一体に有している。エンジン１０には、第１〜第４気筒１２Ａ〜１２Ｄが設けられるとともに、各気筒１２Ａ〜１２Ｄの内部には、クランクシャフト３に連結されたピストン４が嵌挿されることにより、その上方に燃焼室１５が形成されている。
【００２３】
シリンダヘッド１２には、前記各気筒１２Ａ〜１２Ｄの燃焼室１５毎に点火プラグ１６が固定されている。各点火プラグ１６は、その先端が対応する燃焼室１５の内部に頂部から臨むように設置されている。
【００２４】
また、シリンダヘッド１２には、前記気筒１２Ａ〜１２Ｄ毎に燃焼室１５に向かって開口する吸気ポート１７、排気ポート１８がそれぞれ形成されているとともに、これらのポート１７、１８には、吸気弁１９および排気弁２０がそれぞれ装備されている。
【００２５】
各吸気ポート１７には燃料噴射弁２１が設けられている。この燃料噴射弁２１は、ニードル弁およびソレノイドを内蔵している。
【００２６】
吸気弁１９および排気弁２０は、エンジン１０に支承された吸気弁用および排気弁用のカムシャフト２２、２３によって、所定位相差で同期して吸気ポート１７、排気ポート１８を開閉するように構成されている。各カムシャフト２２、２３は、詳しくは後述する可変バルブタイミング機構によって、それぞれ位相を変位可能に構成されている。
【００２７】
本実施形態に係る吸気装置４０は、エンジン１０の側部に固定されるインテークマニホールド４１と、このインテークマニホールド４１に内蔵されるパルス発生装置またはＰＧＶ（Ｐｕｌｓｅ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ  Ｖａｌｖｅ）としてのロータリバルブ５０とを有している。
【００２８】
インテークマニホールド４１は、図略の支持部材を介してエンジン１０に固定されており、エンジン１０の前後方向（各気筒１２Ａ〜１２Ｄが並んでいる方向）に水平に延びる集合部としてのサージタンク４２と、このサージタンク４２に接続され、それぞれが分離した吸気通路ＰＨ１〜ＰＨ４を形成する吸気管としての第１〜第４分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄとを一体に有している。サージタンク４２の後端部には、スロットルボディ４４が固定されており、このスロットルボディ４４の内部には、図略のスロットルバルブが内蔵されている。本実施形態に係るインテークマニホールド４１の材質は、アルミニウム合金である。
【００２９】
サージタンク４２は、略円筒形部材であり、分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄと連通することによって、各分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄの差圧を吸収し、異音やセンサの誤作動を防止する機能を果たすものである。本実施形態において、このサージタンク４２の気筒列方向の長さＳＬは、次に説明する各分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄの気筒列方向における下流端側の気筒列方向の長さＤＬよりも短くなるように設定されている（図２参照）。
【００３０】
各分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄは、気筒１２Ａ〜１２Ｄ毎に設けられ、正面視略Ｌ字形に湾曲した状態で、それぞれ対応する気筒１２Ａ〜１２Ｄをサージタンク４２と連通させている。図示の実施形態において、各分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄは、その吸気通路ＰＨ１〜ＰＨ４の通路長（本実施形態においては、吸気ポート１７からサージタンク４２内のロータリバルブ５０の周面５１までの長さ）が同じ長さに設定されている。
【００３１】
ロータリバルブ５０は、円筒形部材であり、その外周面５１がサージタンク４２の内周面に摺接した状態で、回転自在に配置されており、クランクシャフト３に対して、１／２の回転速度で回転するようになっている。そして、ロータリバルブ５０は、内周側の吸気通路を各分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄの吸気通路ＰＨ１〜ＰＨ４と所定のタイミングで連通する機能を奏するものである。
【００３２】
図示のエンジン１０は、直列４気筒エンジンであって、エンジン１０の前方から順に各気筒を第１〜第４気筒１２Ａ〜１２Ｄとするとき、吸気行程を迎える順番は、第１気筒１２Ａ、第３気筒１２Ｃ、第４気筒１２Ｄ、第２気筒１２Ｂとなるように設定されている。この結果、第１気筒１２Ａが吸気行程を迎える時点を起点とすると、各気筒と行程の関係は、表１の通りとなる。
【００３３】
【表１】
2006283666.tif 000003
【００３４】
そこで、本実施形態では、ロータリバルブ５０の開口５２に対して、第１分岐吸気管４３Ａを回転方向下流側、第２分岐吸気管４３Ｂを回転方向上流側に位相をずらせて対向可能に配置するとともに、開口５３に対して第３分岐吸気管４３Ｃを回転方向上流側、第４分岐吸気管４３Ｄを回転方向下流側に位相をずらせて対向可能に配置している。
【００３５】
より詳細に説明すると、第２気筒１２Ｂに接続される第２分岐吸気管４３Ｂと第１気筒１２Ａに接続される第１分岐吸気管４３Ａとが、前方の開口５２に対向可能な位置に、上流側から順に９０°位相をずらした状態でサージタンク４２に固定されているとともに、第３気筒１２Ｃに接続される第３分岐吸気管４３Ｃと第４気筒１２Ｄに接続される第４分岐吸気管４３Ｄとが、後方の開口５３に対向可能な位置に、上流側から順に９０°位相をずらした状態でサージタンク４２に固定されている。さらに、第１分岐吸気管４３Ａと第４分岐吸気管４３Ｄ（従って、第２分岐吸気管４３Ｂと第３分岐吸気管４３Ｃ）がサージタンク４２の周方向において同一位相に配置されている。従って、この構成では、エンジン１０の回転速度に拘わらず、所定のタイミングで分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄを開閉することが可能になっているとともに、各分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄの等長化並びにコンパクト化に寄与することになる。この結果、吸気通路ＰＨ１〜ＰＨ４を可及的に短縮化し、トルク向上に対するレスポンスの高い吸気構造を構成することが可能になる。また、上述したように、サージタンク４２の気筒列方向の長さＳＬは、次に説明する各分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄの気筒列方向における下流端側の気筒列方向の長さＤＬよりも短くなるように設定されている（図２参照）ことと相俟って、各分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄの上流端は、下流端に比べて気筒列方向に集束している。このため、本実施形態においては、極めてトルク向上に対するレスポンスが高くなる構造になっている。
【００３６】
図４は図３の要部を拡大した断面図である。
【００３７】
同図を参照して、ロータリバルブ５０の直径Ｄは、各分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄの断面幅よりも大きく設定されている。このロータリバルブ５０をクランクシャフト３と同期させて回転させることにより、各開口５２、５３が対応する分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄを開く時間も短くなる。またロータリバルブ５０が回転によって、周面に形成された開口５２、５３によって、当該周面に臨む分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄに空気を供給するものであるので、空気の脈動を抑制することができ、異音の発生も少なくなる。
【００３８】
さらに、ロータリバルブ５０に形成された各開口５２、５３間の閉弁角度θは、例えば１２０°に設定されており、開弁開始タイミングを吸気行程の前半部分とすることにより、吸気弁１９が吸気ポート１７を開いてもロータリバルブ５０がサージタンク４２を遮蔽した状態になるので、ロータリバルブ５０が開くまでの間、吸気行程によって、対応する分岐吸気管４３Ａ（〜４３Ｄ）内に負圧が生じることになる。
【００３９】
図５は図２の要部を拡大して示す部分拡大図である。
【００４０】
図４および図５を参照して、各分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄには、連通機構６０が設けられている。
【００４１】
連通機構６０は、一対の連通管６１と、各連通管６１を接続する接続管６２と、各連通管６１毎に設けられ、対応する連通管６１を開閉する連通管バルブ６３とを有している。
【００４２】
一方の連通管６１は、第１気筒（＃１）に係る分岐吸気管４３Ａと第２気筒（＃２）に係る分岐吸気管４３Ｂとを連通するものであり、他方の連通管６１は、第３気筒（＃３）に係る分岐吸気管４３Ｃと第４気筒（＃４）に係る第４吸気管４３Ｄとを連通するものである。
【００４３】
接続管６２は、連通管バルブ６３の開閉動作に関わりなく、常時連通管６１、６１を連通している。これにより、接続管６２は、連通管６１とともに本実施形態における連通路を構成している。
【００４４】
各連通管バルブ６３は、同一の駆動軸６４に連結されており、駆動軸６４を駆動する連通管バルブアクチュエータ６５によって、一斉に開閉駆動されるように構成されている。
【００４５】
図３を参照して、エンジン１０には、一対のエンジンクランク角度センサ６６が設けられている。各エンジンクランク角度センサ６６は、所定の位相差をもってクランクシャフト３の周囲に配置されており、一方のエンジンクランク角度センサ６６から出力される検出信号に基づいてエンジン１０の回転速度が検出されるとともに、両エンジンクランク角度センサ６６から出力される検出信号に基づいてクランクシャフト３の回転方向および回転角度が検出されるようになっている。さらに、エンジン１０の運転状態を検出するために、エンジン１０の冷却水の温度を検出するエンジン水温センサ６７、アクセル開度センサ６８、および排気ポート１８から排出された排気ガスの酸素量を検出するＯ２センサ６９が設けられている。
【００４６】
また、図２に示すように、排気ポート１８に排出された既燃ガスの一部を吸気ポート１７に還流するためのＥＧＲシステム７０が設けられている。
【００４７】
次に、図１を参照して、吸気弁１９のカムシャフト２２、排気弁２０のカムシャフト２３、並びにロータリバルブ５０を回転駆動するための駆動機構について説明する。
【００４８】
まず、エンジン１０の前面には、クランクシャフト３に固定された出力プーリ８０が固定されているとともに、吸気弁１９のカムシャフト２２、並びに排気弁２０のカムシャフト２３には、無端のカムチェーン８１によって連結される可変バルブタイミング機構１２０Ａ、１２０Ｂが取り付けられている。カムチェーン８１には、エンジン１０のシリンダブロック１１に取り付けられたテンションガイド８４と、オートテンショナ８５とによって、周知の構成と同様に互いに左右にテンションが付与されている。さらに、エンジン１０のシリンダヘッド１２には、チェーンケース１０２が付設され、このチェーンケース１０２には、動力伝達機構１７０の一部を構成する中間軸８６がクランクシャフト３と平行に軸支されている。この中間軸８６には、ロータリバルブ５０に動力を伝達する可変バルブタイミング機構１２０Ｃが取り付けられており、中間軸８６の背後に設けられたギア機構（出力ギア１７１、入力ギア１７２、入力軸５０ｃ）を介して、ロータリバルブ５０が開弁タイミングを変更可能に回転駆動されるようになっている。この可変バルブタイミング機構１２０Ｃは、カムチェーン８８を介して吸気弁１９の可変バルブタイミング機構１２０Ａと同期駆動されるように連結されている。図示の例では、一対のアイドルスプロケット８９およびオートテンショナ９０を設け、カムチェーン８８に適度な張力を付与している。
【００４９】
図６は、図１の実施形態に採用されている可変バルブタイミング機構１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃの概略構成図であり、図７は吸気弁１９に採用される可変バルブタイミング機構１２０Ａの正面図であり、（Ａ）は遅角時（非制御時）、（Ｂ）は進角時をそれぞれ示している。さらに図８は排気弁２０およびロータリバルブ５０に採用される可変バルブタイミング１２０Ｂ、１２０Ｃの正面図であり、（Ａ）は進角時（非制御時）、（Ｂ）は遅角時をそれぞれ示している。なお、以下の説明において、各可変バルブタイミング機構において共通する事項については、符号の末尾（Ａ〜Ｃ）を省略して説明する。
【００５０】
図６並びに図７および図８を参照して、可変バルブタイミング機構１２０は、軸受１２１と、この軸受１２１に回転自在に支持される出力軸（吸気弁１９においてはカムシャフト２２、排気弁２０においてはカムシャフト２３、ロータリバルブ５０にあっては中間軸８６）と、この出力軸２２、２３、８６の外周に固定され、対応するカムチェーン８１（８８）と連結されるカムスプロケット１２２と、このカムスプロケット１２２と一体化される円筒形状のハウジング１２３と、ハウジング１２３内に相対変位可能に配置され、出力軸２２、２３、８６の外周に支持されているロータ１２４とを同心に備えている。
【００５１】
前記ハウジング１２３は、図７および図８から明らかなように、外郭を構成する筒部１２３ａと、この筒部１２３ａの周方向において、所定間隔を隔てて径方向内方に突出する突出壁部１２３ｂとを有している。他方、ロータ１２４は、出力軸２２、２３、８６の外周に嵌合するボス部１２４ａと、このボス部１２４ａの外周に突設された複数のベーン１２４ｂとを有している。各ベーン１２４ｂは、ハウジング１２３の突出壁部１２３ｂ、１２３ｂ間に周方向に隙間を隔てて導入された状態で組み付けられており、その外周面がハウジング１２３の筒部１２３ａの内周面に摺接しているとともに、ハウジング１２３の突出壁部１２３ｂの内周面もロータ１２４のボス部１２４ａの外周面に摺接している。さらに、各突出壁部１２３ｂの内周面およびベーン１２４ｂの外周部には、オイルシール１２５が設けられている。これにより、ハウジング１２３とロータ１２４とは、当該ベーン１２４ｂの両側において、複数の作動油室Ｒ１、Ｒ２を形成している。ハウジング１２３の回転方向において、上流側の作動油室Ｒ１は、対応する弁１９、２０、５０を進角させて開くための進角作動油室であり、下流側の作動油室Ｒ２は、対応する弁１９、２０、５０を遅角させて開くための遅角作動油室である。なお具体的には図示していないが、ハウジング１２３とロータ１２４との間には、リターンスプリングが介装されている。図示の例において、吸気弁１９の可変バルブタイミング機構１２０Ａは、図７（Ａ）に示すように、ロータ１２４が回転方向下流側に付勢されており、作動油が供給されていない状態において、遅角した状態でハウジング１２３から動力を受けるように構成されている。他方、排気弁２０、ロータリバルブ５０の可変バルブタイミング機構１２０Ｂ、１２０Ｃは、図８（Ａ）に示すように、ロータ２１３が回転方向上流側に付勢されており、作動油が供給されていない状態において、進角した状態でハウジング１２３から動力を受けるように構成されている。
【００５２】
図９はクランク角度と開弁量の関係を示すグラフであり、（Ａ）は制御解除時、（Ｂ）は制御時を示している。
【００５３】
上述したように、吸気弁１９の可変バルブタイミング機構１２０Ａは、進角作動油室Ｒ１に作動油が供給されていない状態においては、圧縮上死点に遅角しているとともに、ロータリバルブ５０の可変バルブタイミング機構１２０Ｃは、遅角作動油室Ｒ２に作動油が供給されていない状態においては、圧縮上死点に進角している。このため、図９（Ａ）に示すように、制御解除時においては、吸気弁１９の開弁タイミング（特性Ｃ１）に対し、ロータリバルブ５０の開弁タイミング（特性Ｃ１１）が圧縮上死点のところでと重なるので、ロータリバルブ５０のインパルスは生成されなくなる。他方、吸気弁１９の可変バルブタイミング機構１２０Ａの進角作動油室Ｒ１およびロータリバルブ５０の可変バルブタイミング機構１２０Ｃの遅角作動油室Ｒ２の油圧を増大することにより、吸気弁１９は進角して開弁し、ロータリバルブ５０は遅角して開弁するので、図９（Ｂ）の特性Ｃ２、Ｃ１２に示すように、ロータリバルブ５０は、吸気弁１９の開弁途中において、インパルスを生成することが可能になる。各可変バルブタイミング機構１２０Ａ、１２０Ｃの制御に当たっては、何れか一方のみの位相を変化させるようにしてもよい。
【００５４】
次に、図６を参照して、各作動油室Ｒ１、Ｒ２に作動油を供給するために、軸受１２１および出力軸２２、２３、８６には、作動油路１２７、１２８が形成されている。
【００５５】
一方の作動油路１２７は、作動油圧の増加時に、ハウジング１２３に対するロータ１２４の位相を、前記リターンスプリングの付勢力を加勢する方向に変化させるためのものであり、軸受１２１に形成された軸受油路１２７ａ、この軸受油路１２７ａと連通するように出力軸２２、２３、８６に形成され、作動油をロータ１２４のボス部１２４ａの内周側に導く軸内油路１２７ｂと、この軸内油路１２７ｂと連通するようにロータ１２４のボス部１２４ａに形成され、所定の作動油室に連通するロータ油路１２７ｃで構成されている。ここで、吸気弁１９の可変バルブタイミング機構１２０Ａにおいては、図７（Ａ）（Ｂ）に示すように、ロータ油路１２７ｃは、各ベーン１２４ｂの回転方向下流側に形成される遅角作動油室Ｒ２に連通するように形成されている。他方、排気弁２０およびロータリバルブ５０の可変バルブタイミング機構１２０Ｂ、１２０Ｃにおいては、図８（Ａ）（Ｂ）に示すように、ベーン１２４ｂの回転方向上流側に形成される進角作動油室Ｒ１にロータ油路１２７ｃが連通するように形成されている。
【００５６】
他方の作動油路１２８は、作動油圧の増加時に、ハウジング１２３に対するロータ１２４の位相を、前記リターンスプリングの付勢力に抗して変化させるためのものであり、軸受１２１に形成された軸受油路１２８ａ、この軸受油路１２８ａと連通するように出力軸２２、２３、８６に形成され、作動油をロータ１２４のボス部１２４ａの内周側に導く軸内油路１２８ｂと、この軸内油路１２８ｂと連通するようにカムスプロケット１２２に形成され、所定の作動油室に連通するスプロケット油路１２８ｃで構成されている。ここで、吸気弁１９の可変バルブタイミング機構１２０Ａにおいて、スプロケット油路１２８ｃは、各ベーン１２４ｂの回転方向上流側に形成される進角作動油室Ｒ１に連通するように形成されている。他方、排気弁２０およびロータリバルブ５０の可変バルブタイミング機構１２０Ｂ、１２０Ｃにおいては、ベーン１２４ｂの回転方向下流側に形成される遅角作動油室Ｒ２にスプロケット油路１２８ｃが連通するように形成されている。そして、この作動油路１２８は、非制御時においては、当該作動油室Ｒ１（Ｒ２）の作動油をドレンするドレン油路を構成している。
【００５７】
なお、可変バルブタイミング機構のさらに詳細な構成については、本件出願人が先に提案している特開２００２−２４２６１７号に開示されているので、各作動油路１２７、１２８の詳細については、これを省略する。
【００５８】
次に、各作動路１２７、１２８の作動油を制御するＯＣＶ（Ｏｉｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｖａｌｖｅ）システム１４０Ａ〜１４０Ｃについて説明する。以下の説明においても、共通する事項については、符号の末尾（Ａ〜Ｃ）を省略して説明する。
【００５９】
図６を参照して、ＯＣＶシステム１４０Ａ〜１４０Ｃは、スプール弁からなるものであり、全体として略筒状に形成されており、その長手方向の一端側には、ケーシング１４１を有している。ケーシング１４１は、有底の中空体であり、その周面には、長手方向に並ぶ一対のアクチュエータポート１４２、１４３が形成されている。一方のアクチュエータポート１４２は、軸受１２１に形成された軸受油路１２７ａに接続されているとともに、他方のアクチュエータポート１４３は、軸受油路１２８ａに接続されている。他方、各アクチュエータポート１４２、１４３の反対側には、給油ポート１４４と、この給油ポート１４４を長手方向に挟んで対をなすドレンポート１４５が形成されている。これらのポート１４２〜１４５は、ケーシング１４１の内部空間によって連通しているとともに、このケーシング１４１内に摺動自在に収容される弁体１５０によって、仕切られている。弁体１５０には、プランジャ１５１が連設されており、このプランジャ１５１がＯＣＶシステム１４０Ａ〜１４０Ｃの長手方向他端側に設けられた電磁ソレノイド１５２によってケーシング１４１の長手方向に沿って摺動することにより、給油ポート１４４を一対のアクチュエータポート１４２、１４３の何れか一方に対して択一的に連通し、他方をドレンポート１４５に接続するように構成されている。弁体１５０は、ケーシング１４１に内蔵されたコイルばね１５３によって、電磁ソレノイド１５２側に付勢されている。このため、電磁ソレノイド１５２が励磁されていない状態では、軸受１２１に形成された一方の軸受油路１２７ａがドレンポート１４５に接続され、他方の軸受油路１２７ｂが給油ポート１４４に接続される構成になっている。この結果、仮にＯＣＶシステム１４０Ａ〜１４０Ｃが異常を来した場合、作動油は、常に、可変バルブタイミング機構１２０のリターンスプリングが作用する側に作動油を供給する構成になっている。
【００６０】
電磁ソレノイド１５２は、図略のコントロールユニットによって制御される。
【００６１】
給油ポート１４４には、エンジン１０全体に給油するオイルポンプ１６０に接続されている。
【００６２】
図１０は、本実施形態に係る油圧系統図である。
【００６３】
同図を参照して、オイルポンプ１６０は、オイルストレーナ１６１を介してオイルパン１６２内のオイルをくみ上げ、オイルフィルタ１６３を介してシリンダブロック１１内の油路に作動油を供給し、さらにオリフィス１６４を介してシリンダヘッド１２内の油路を経由して、吸気弁１９および排気弁２０のＯＣＶシステム１４０Ａ、１４０Ｂに作動油を供給しているとともに、オイルフィルタ１６３からシリンダブロック１１への油路を一部分岐させて、オリフィス１６５を介し、ロータリバルブ５０用のＯＣＶシステム１４０Ｃに作動油を供給している。ここで、ロータリバルブ５０用のＯＣＶシステム１４０Ｃへの供給路中に配置されたオリフィス１６５は、吸気弁１９や排気弁２０のＯＣＶシステム１４０Ａ、１４０Ｂへの供給路中に配置されたオリフィス１６４よりも絞りが狭くなっている。このため、ロータリバルブ５０の可変バルブタイミング機構１２０Ｃは、吸気弁１９や排気弁２０の可変バルブタイミング機構１２０Ａ、１２０Ｂよりも小さな油圧で駆動されることになる。
【００６４】
シリンダブロック１１からは、さらに潤滑用の分岐油路が形成されており、その一部は、オイルジェットバルブ１６６を介してピストン４の冷却経路中に導入され、オイルパン１６２に戻されている。また、他の一部は、クランクシャフト３のメイン軸受１６７に供給され、クランクシャフト軸受１６８やコネクティングロッド軸受１６９等を潤滑してオイルパン１６２にドレンされるようになっている。
【００６５】
また、シリンダヘッド１２からも、潤滑用の分岐油路が形成されており、吸気弁１９のカムシャフト２２および排気弁２０のカムシャフト２３を潤滑する。この潤滑油は、各カムシャフト２２、２３を潤滑した後、オイルパン１６２にドレンされる。
【００６６】
各可変バルブタイミング機構１２０Ａ〜１２０Ｃに供給された作動油のうち、減圧側の作動油室の作動油は、対応するＯＣＶシステム１４０Ａ〜１４０Ｃのドレンポート１４５を経由して、オイルパン１６２に戻されている。ここで、本実施形態においては、ロータリバルブ５０のＯＣＶシステム１４０Ｃのドレンポート１４５から吐出された作動油が、カムチェーン８８やアイドルスプロケット８９、さらには中間軸８６を受ける軸受１２１Ｃを潤滑する構成になっている。なお、オイルポンプ１６０の余剰油は、リリーフ弁１６０ａを介してオイルパン１６２に還流するように構成されている。
【００６７】
次に、可変バルブタイミング機構１２０Ｃの出力をロータリバルブ５０に伝達するための動力伝達機構１７０について説明する。
【００６８】
図１１は本実施形態に係る動力伝達機構１７０の概略構成を示す斜視図である。
【００６９】
図１１を参照して、動力伝達機構１７０は、中間軸８６と、中間軸８６の後部に固定された出力ギア１７１と、この出力ギア１７１と噛合する入力ギヤ１７２とを有している。
【００７０】
両ギア１７１、１７２は、１：１の回転比で可変バルブタイミング機構１２０Ｃに入力されたクランクシャフト３からの動力を伝達するものであり、図示の例では、シザースギアで構成されている。入力ギヤ１７２は、ロータリバルブ５０に突設された入力軸５０ｃに固定されている。そして、可変バルブタイミング機構１２０Ｃに入力された動力は、これらギア１７１、１７２を介して入力軸５０ｃに伝達され、ロータリバルブ５０をクランクシャフト３と逆方向に駆動するようになっている。
【００７１】
次に、動力伝達機構１７０を収容するケースユニット１８０について説明する。
【００７２】
図１２は、本実施形態に係る吸気装置４０の一部を省略して示す平面図であり、図１３は、同吸気装置４０の要部を拡大して示す断面図である。
【００７３】
図５、図１２、および図１３を参照して、本実施形態に係るケースユニット１８０は、インテークマニホールド４１のサージタンク４２と一体成型されている。このケースユニット１８０は、図１２から明らかなように、第１、第２分岐吸気管４３Ａ、４３Ｂの直下において、サージタンク４２の前端側に形成されるスペースにレイアウトされている。ケースユニット１８０は、サージタンク４２の前方に形成され、出力ギア１７１および入力ギア１７２を収容するギアケース１８１と、このギアケース１８１の前方に設けられ、中間軸８６を軸支する軸受１２１Ｃと、軸受１２１Ｃの前方に設けられ、エンジン１０のチェーンケース１０２を構成する端板１８３とを一体に有している。
【００７４】
ギアケース１８１は、半円形の凹部を各ギア１７１、１７２に対応して有しており、この凹部内でギア１７１、１７２が噛合して動力を伝達できるよう構成されている。ロータリバルブ５０の位相を検出するために、ギアケース１８１には、ＰＧＶ角度センサ１０３が付設されている。さらに中間軸８６の後端部には、ＰＧＶ角度センサ１０３によって位相を検出するためのエンコーダ１０３ａが固定されている（図１１参照）。
【００７５】
軸受１２１Ｃは、ケースユニット１８０の底部に立設されて対をなす一対の軸受片１８２ａ、１８２ｂと、各軸受片１８２ａ、１８２ｂに対応する突起１８２ｃ、１８２ｄを有するカバー１８２ｅで構成されている。図示の例において、前方の軸受片１８２ａ、突起１８２ｃの組は、後方の軸受片１８２ｂ、突起１８２ｄの組よりも厚肉に形成されている。
【００７６】
各軸受片１８２ａ、１８２ｂと突起１８２ｃ、１８２ｄには、それぞれ半円形の凹部が形成されており、この凹部間で中間軸８６を支持するようになっている。
【００７７】
カバー１８２ｅの上部は、ケースユニット１８０に形成された肩部に対し、シール部材１８４を介して着座している。そして、ボルト１８５によって、ケースユニット１８０と一体化されることにより、着脱自在に中間軸８６を支持している（図１４参照）。
【００７８】
図１４は本実施形態の吸気装置に係る中間軸８６の軸受１２１Ｃの断面略図である。
【００７９】
図１４も参照して、カバー１８２ｅには、ＯＣＶシステム１４０が固定されている。そして、突起１８２ｃに形成された軸受油路１２７ａ、１２８ａを介し、図６で説明したように、ポート１４２が中間軸８６の軸内油路１２７ｂと連通し、ポート１４３が中間軸８６の軸内油路１２８ｂと連通している。さらに、ＯＣＶシステム１４０のドレンポート１４５が中間軸８６の外周面に向くように軸受１２１Ｃ内には、油路が形成されている。これにより、ＯＣＶシステム１４０Ｃのドレンポート１４５から吐出された作動油が、中間軸８６を受ける軸受１２１Ｃを潤滑する構成になっている。なおケースユニット１８０の底部には、ドレンされた油をオイルパン１６２に戻す油路が形成されている。
【００８０】
ケースユニット１８０の上部を覆うために、図示の例では、ユニットカバー１８０ａが設けられている（図２、図１３参照）。このユニットカバー１８０ａにより、ケースユニット１８０のギアケース１８１および軸受１２１Ｃが液密性を保持した状態で被覆されて、ＯＣＶシステム１４０のみ、上部を露出させている。
【００８１】
次に、ケースユニット１８０の端板１８３は、クランクシャフト３と平行に延びる取付板１８６と一体化されている。この取付板１８６は1、サージタンク４２とも一体になっており、インテークマニホールド４１は、この取付板１８６によって、液密性を保持した状態でエンジン１０の側部に固定されている。
【００８２】
以上説明したように本実施形態では、エンジン１０に中間軸８６を設け、この中間軸８６の前端部に可変バルブタイミング機構１２０Ｃを設け、この可変バルブタイミング機構１２０Ｃにカムチェーン８８としてのカムチェーン８８を連結してクランクシャフト３の駆動力を受けるようにしているので、レイアウトの困難なエンジン１０の前面側でクランクシャフト３から動力を得ることが可能になる。さらに、ロータリバルブ５０に対しては、中間軸８６の後端側に配置されたギア機構としての出力ギア１７１、入力ギア１７２、入力軸５０ｃを介して中間軸８６に伝達された回転駆動力が伝達されるので、ロータリバルブ５０は、カムチェーン８８に作用するテンションの影響を直接受けることなく、回転駆動されることになる。さらに、出力ギア１７１、入力ギア１７２、入力軸５０ｃをクランクシャフト３と平行に延びる中間軸８６の後端側にレイアウトしているので、出力ギア１７１、入力ギア１７２、入力軸５０ｃがエンジン１０の前面に配置されている補機やエンジンマウントのレイアウトの妨げになることもない。
【００８３】
また、本実施形態では、中間軸８６の後端側に固定された出力ギア１７１と、ロータリバルブ５０に固定され、出力ギア１７１に噛合する入力ギア１７２とを備えている。このため本実施形態では、クランクシャフト３と逆向きにロータリバルブ５０を回動させることが可能になる。
【００８４】
また、本実施形態では、出力ギア１７１、入力ギア１７２は、シザースギアで構成されている。このため本実施形態では、ギア１７１、１７２同士のクリアランスが狭くなり、クランクシャフト３からの駆動力が精緻にロータリバルブ５０に伝達されて、精度の高い同期駆動を行うことが可能になる。
【００８５】
また、本実施形態では、インテークマニホールド４１は、エンジン１０の側部にサージタンク４２が配置されているとともに、このサージタンク４２の上方に分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄが配置されており、前記サージタンク４２のクランクシャフト３の軸方向長さＳＬは、当該サージタンク４２の前端側にスペースが形成されるように分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄの気筒列方向の長さＤＬよりも短く設定されており、出力ギア１７１、入力ギア１７２、入力軸５０ｃは、前記スペース内に配置されている。このため本実施形態では、クランクシャフト３の軸方向において、寸法を短く設定可能なサージタンク４２を可変バルブタイミング機構１２０Ｃの背後にレイアウトし、出力ギア１７１、入力ギア１７２、入力軸５０ｃをインテークマニホールド４１に形成されるデッドスペースに収容してエンジン１０全体のレイアウトをコンパクトにまとめることができるとともに、各分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄの通路長を等長化しやすいレイアウトにすることができるという利点がある。
【００８６】
また、本実施形態では、ロータリバルブ５０の開弁タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構１２０Ｃを設け、前記スペースには、ロータリバルブ５０の位相を検出するＰＧＶ角度センサ１０３を設けている。このため本実施形態では、ロータリバルブ５０に可変バルブタイミング機構を設けた際、当該ロータリバルブ５０の位相を検出するためのＰＧＶ角度センサ１０３を設けるに当たり、インテークマニホールド４１に形成されるデッドスペースを有効利用してコンパクトなレイアウトを採用することが可能になる。
【００８７】
また、本実施形態では、エンジン１０の側部に出力ギア１７１、入力ギア１７２、入力軸５０ｃを収容するケースユニット１８０を設け、前記インテークマニホールド４１は、このケースユニット１８０の取付板１８６を介してエンジン１０に固定されているものである。このため本実施形態では、ケースユニット１８０がインテークマニホールド４１とエンジン１０の補強部材として機能し、インテークマニホールド４１の取付構造が堅固になる。そのため、インテークマニホールド４１のサージタンク４２に収容されているロータリバルブ５０の組付精度も高くなり、ロータリバルブ５０の開弁特性が向上する。
【００８８】
また、本実施形態では、前記ケースユニット１８０には、中間軸８６を軸支する軸受１２１Ｃが形成されている。このため本実施形態では、インテークマニホールド４１をエンジン１０に固定するケースユニット１８０によって中間軸８６が軸支されているので、中間軸８６や中間軸８６に連結される出力ギア１７１、入力ギア１７２の組付強度が高まり、ロータリバルブ５０の開弁特性がさらに高精度になるという利点がある。
【００８９】
また、本実施形態では、前記可変バルブタイミング機構１２０Ｃは、油圧制御によりロータリバルブ５０の開弁タイミングを調整可能な機構であり、この可変バルブタイミング機構１２０Ｃに作動油を供給するＯＣＶシステム１４０を設け、ＯＣＶシステム１４０のドレン油を前記軸受１２１Ｃに供給している。このため本実施形態では、中間軸８６をケースユニット１８０の軸受１２１Ｃで支持するに当たり、ロータリバルブ５０の可変バルブタイミング機構１２０Ｃを制御するＯＣＶシステム１４０のドレン油で中間軸８６の軸受１２１Ｃを潤滑することができるので、作動油の経路をコンパクトにまとめて中間軸８６の駆動を滑らかに維持することが可能になる。
【００９０】
また、本実施形態では、前記ケースユニット１８０と前記サージタンク４２とを金属製の一体成型品で構成し、ケースユニット１８０の前端部には、可変バルブタイミング機構１２０Ｃを取り付ける端板１８３を一体に設けている。このため本実施形態では、ケースユニット１８０とサージタンク４２の機械的強度をさらに高めることができるとともに、ＯＣＶシステム１４０のドレン油を軸受１２１Ｃに供給するに当たり、可変バルブタイミング機構１２０Ｃを取り付ける端板１８３とケースユニット１８０とによって、エンジン１０に対するオイルシール性を確保することが可能になる。
【００９１】
また、本実施形態では、前記エンジン１０のカムチェーン８８は、アイドルスプロケット８９によって張力が付与されている。このため本実施形態では、補機やエンジンマウントが密集しているエンジン１０の前面部分から動力を受けるに当たり、僅かなスペースでカムチェーン８８に適切な張力を付与することが可能になるとともに、カムチェーン８８が補機等に干渉するのを防止することができる。
【００９２】
また、本実施形態においては、前記ロータリバルブ５０の径を分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄ断面幅より大きく設定するとともに、各分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄの上流端は、ロータリバルブ５０の周面に形成された開口５２、５３に臨んで、選択的に開閉されるように配置され、各気筒１２Ａ〜１２Ｄの単一の行程容積に対する吸気ポート１７の下流端からロータリバルブ５０の前記開口５２、５３までの単一の独立吸気通路容積の割合が７０パーセントから１３０パーセントまでの範囲に設定されている。このため本実施形態では、分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄに対して速い周速で開閉動作を行ない、強いインパルスを発生させることができる。さらに、このロータリバルブ５０は、各気筒１２Ａ〜１２Ｄの単一の行程容積に対する吸気ポート１７の下流端からロータリバルブ５０の前記開口までの単一の独立吸気通路容積の割合を７０パーセントから１３０パーセントまでの範囲となる位置に設定されている。この設定範囲は、本件発明者が鋭意研究の結果、シミュレーションによって見出した範囲であり、後述するように、例えば３５００ｒｐｍでの体積効率を約９０％以上に向上することができる範囲である。
【００９３】
各気筒１２Ａ〜１２Ｄの単一の行程容積に対する吸気ポート１７の下流端からロータリバルブ５０の前記開口までの単一の吸気通路容積の割合、すなわち吸気通路／行程容積率が１３０パーセントを超えたとしても、体積効率は、必ずしも低下しない。しかし、その場合には、吸気通路が長くなるため、トルク向上に対するレスポンスが低下する傾向を持つ。そのため、定常的な走行時のトルクを高くすることができたとしても、加速時の過渡的な状態では、必ずしもトルクを向上させることができなくなる恐れがある。他方、吸気通路／行程容積率が７０パーセントを下回った場合、今度は、気筒に必要な空気量を確保することができなくなるため、レスポンスは高くなるものの、体積効率は低下する。そこで、本実施形態では、吸気通路／行程容積率を７０パーセントから１３０パーセントに設定している。この結果、定常時のトルクはもちろん、加速時の過渡的な状態でのトルクも効率よく高めることが可能になる。
【００９４】
この点に関し、行程容積と吸気通路容積との関係について説明する。
【００９５】
本件発明者は、上述した実施形態の吸気装置４０を構成するに当たり、表２の仕様のシリンダで当該シリンダの行程容積と分岐管の容積との関係についてシミュレーションを行った。
【００９６】
【表２】
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【００９７】
表２において、吸気通路長は、吸気ポート１７と分岐管（分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄ）の通路長さの和であり、具体的には、吸気ポート１７の燃焼室５に対する開口端（下流端）からロータリバルブ５０の開口５２（５３）までの長さである（図２参照）。行程容積Ｖｈは、シリンダ１４のピストン上死点からピストン下死点までの容積であり、吸気通路容積Ｖは、シリンダヘッド１２に形成された吸気ポート１７の容積と分岐管（分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄ）の容積の和である。
【００９８】
図１５は、本仕様で体積効率ηｖと回転数Ｎの関係を示したグラフである。
【００９９】
図１５の測定結果は、吸気通路長が２５０ｍｍの場合（Ｔ３の場合）をベースとして、ロータリバルブ５０を１１５°ＣＡで開いたときの吸気弁１９の開閉範囲が５０°ＣＡ／３０°ＣＡから１０°ＣＡ／７０°ＣＡのときの最高値を示したものである。
【０１００】
同図に示すように、吸気通路／行程容積率が低い場合、吸気通路／行程容積率が７０パーセントを下回ると、図のＴ１で示すように、全体的に体積効率ηｖが低くなり、特に３５００ｒｐｍの体積効率ηｖが大きく落ち込んでしまう。これは、吸気通路容積Ｖが小さすぎるため、ロータリバルブ５０によるパルス発生作用によっても充分な空気量を確保することができないこと、並びにパルス発生時に低速運転領域（２５００ｒｐｍの範囲）ＲＮ１と高速運転領域（４５００ｒｐｍ〜５５００ｒｐｍ）ＲＮ３がピーキーになり、３５００ｒｐｍのところで谷ができてしまうことによるものと考えられる。他方、吸気通路長がベース長さよりも長い場合（吸気通路／行程容積率が９６パーセント以上の場合）には、高速運転領域ＲＮ３でのピークが緩和される結果、低速運転領域ＲＮ１での体積効率ηｖが高くなっても、３５００ｒｐｍの谷が小さくなる傾向となることがわかった。尤も、吸気通路長が長くなると、吸気のレスポンスも悪くなる結果、加速時の過渡的なトルクが小さくなる恐れがある。これらの観点から、吸気通路／行程容積率が７０パーセント以上１３０パーセント以下（吸気通路長さが５００ｍｍ以下）である場合には、定常時、過渡時の双方において高トルクを得ることができ、しかも、レスポンスも向上することがわかった。
【０１０１】
上述した実施形態は本発明の好ましい具体例に過ぎず、本発明は上述した実施形態に限定されない。
【０１０２】
図１６は本発明の別の実施形態に係るエンジン１０の正面図である。
【０１０３】
図１６に示すように、クランクシャフト３が時計回りに回転する側からエンジン１０を見て当該エンジン１０の左側にサージタンク４２を配置し、このサージタンク４２の上側に分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄを配置したものであってもよい。
【０１０４】
さらに図１６の構成では、パルス発生装置としてのロータリバルブ５０を回転駆動する中間軸８６の他に中間軸１７４を設け、この中間軸１７４の外周に中間ギア１７５を固定して、中間軸８６の出力ギア１７１（図１１参照）から動力を受けるようにし、中間軸１７４を図略のギア機構でロータリバルブ５０に連結して、ロータリバルブ５０を回転駆動するようにしている。
【０１０５】
この態様においても、吸気弁１９の可変バルブタイミング機構１２０Ａからカムチェーン８８から動力を受ける際のテンションを直接受けることのない中間軸１７４からロータリバルブ５０に回転力が伝達されるので、ロータリバルブ５０の摺動抵抗が小さくなり、ロータリバルブ５０の精度が高くなるという利点がある。また、クランクシャフト３と同方向にロータリバルブ５０を回動させることが可能になる。
【０１０６】
その他、本発明の特許請求の範囲内で種々の変更が可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明の実施の一形態に係る４サイクル火花点火式多気筒エンジンの正面図である。
【図２】同エンジンの左側面図である。
【図３】同エンジンの断面図である。
【図４】図３の要部を拡大した断面図である。
【図５】図２の要部を拡大して示す部分拡大図である。
【図６】図１の実施形態に採用されている可変バルブタイミング機構の概略構成図である。
【図７】吸気弁に採用される可変バルブタイミング機構の正面図であり、（Ａ）は遅角時、（Ｂ）は進角時をそれぞれ示している。
【図８】排気弁およびロータリバルブに採用される可変バルブタイミングの正面図であり、（Ａ）は進角時、（Ｂ）は遅角時をそれぞれ示している。
【図９】クランク角度と開弁量の関係を示すグラフであり、（Ａ）は制御解除時、（Ｂ）は制御時を示している。
【図１０】本実施形態に係る油圧系統図である。
【図１１】本実施形態に係る動力伝達機構の概略構成を示す斜視図である。
【図１２】本実施形態に係る吸気装置の一部を省略して示す平面図である。
【図１３】同吸気装置の要部を拡大して示す断面図である。
【図１４】本実施形態の吸気装置に係る中間軸の軸受の断面略図である。
【図１５】本仕様で体積効率と回転数の関係を示したグラフである。
【図１６】本発明の別の実施形態に係るエンジンの正面図である。
【符号の説明】
【０１０８】
３    クランクシャフト
１０  ４サイクル火花点火式多気筒エンジン
１２Ａ〜１２Ｄ    気筒
１７  吸気ポート
１９  吸気弁
２２  カムシャフト（出力軸）
２３  カムシャフト（出力軸）
４０  吸気装置
４１  インテークマニホールド
４２  サージタンク（集合部）
４３Ａ〜４３Ｄ    分岐吸気管
５０  ロータリバルブ
５０ｃ      入力軸（ギア機構の構成例）
８６  中間軸
８０  出力プーリ
８８  カムチェーン（無端動力伝達機構の一例）
８９  アイドルスプロケット
１０２      チェーンケース
１０３      ＰＧＶ角度センサ
１０３ａ    エンコーダ
１２０Ｃ    可変バルブタイミング機構
１２１Ｃ    軸受
１４０Ｃ    ＯＣＶシステム
１７０      動力伝達機構
１７１      出力ギア
１７２      入力ギア
１７４      中間軸
１７５      中間ギア
１８０      ケースユニット
ＤＬ  吸気管の気筒列方向の長さ
ＳＬ  サージタンクの気筒列方向の長さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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